Tải bản đầy đủ

Phân tích thiết kế mạng không dây trên Packet Trace

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNG
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
--------------

BÁO CÁO
PHÂN TÍCH THIẾT KẾ MẠNG KHÔNG DÂY TRÊN PACKET TRACE

Giảng viên hướng dẫn : TS. Lê Đắc Nhường
Sinh viên thực hiện:

Đỗ Thị Kim Oanh

Lớp:

ĐẠI HỌC TIN K13

Khoá:

13 (2012-2016)

Hệ:


Chính quy

Hải Phòng, tháng 4/2016


Thiết kế hệ thống mạng không dây
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập- Tự Do- Hạnh Phuc

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
ĐỒ ÁN, KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Tên đề tài: Phân tích thiết kế hệ thống mạng không dây.
Họ và tên sinh viên: Đỗ Thị Kim Oanh.
Lớp: Công nghệ thông tin

Ngày sinh: 07/02/1993
Khóa: K13-Trường đại học Hải

Phòng
Giáo viên hướng dẫn: Ts. Lê Đắc Nhường

Chức danh: Phó khoa

NỘI DUNG ĐÁNH GIÁ
ý thức, tổ chức trong quá trình nghiên cứu
…………………………………………………………………………………
………..
…………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
…………………………

2 | SV: Đỗ Thị Kim Oanh



Thiết kế hệ thống mạng không dây
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn
…………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
……………...
………………………………………………………………………………………


Hải Phòng, ngày… tháng… năm 20…
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
(Ký, ghi rõ họ tên)

3 | SV: Đỗ Thị Kim Oanh


Thiết kế hệ thống mạng không dây

MỤC LỤC

4 | SV: Đỗ Thị Kim Oanh


Thiết kế hệ thống mạng không dây

5 | SV: Đỗ Thị Kim Oanh


Thiết kế hệ thống mạng không dây

LỜI MỞ ĐẦU
Wireless Lan là một trong những công nghệ truyền thông không dây được áp
dụng cho mạng cục bộ. Sự ra đời của nó khắc phục những hạn chế mà mạng nối dây
không thể giải quyết được, và là giải pháp cho xu thế phát triển của công nghệ
truyền thông hiện đại. Nói như vậy để thấy được những lợi ích to lớn mà Wireless
Lan mang lại, tuy nhiên nó không phải là giải pháp thay thế toàn bộ cho các mạng
Lan nối dây truyền thống.
Dựa trên chuẩn IEEE 802.11 mạng WLAN đã đi đến sự thống nhất và trở
thành mạng công nghiệp, từ đó được áp dụng trong rất nhiều lĩnh vực, từ lĩnh vực
chăm sóc sức khỏe, bán lẻ, sản xuất, lưu kho, đến các trường đại học. Ngành công
nghiệp này đã kiếm lợi từ việc sử dụng các thiết bị đầu cuối và các máy tính
notebook để truyền thông tin thời gian thực đến các trung tâm tập trung để xử lý.
Ngày nay, mạng WLAN đang được đón nhận rộng rãi như một kết nối đa năng từ
các doanh nghiệp.Lợi tức của thị trường mạng WLAN ngày càng tăng.
Đề tài gồm 3 chương:
- Chương 1. Tổng quan về mạng WLAN
- Chương 2. Các thiết bị và các chuẩn trong mạng WLAN
- Chương 3. Thiết kế và mô phỏng mạng WLAN
Nhận thấy được sự phát triển không ngừng của công nghệ, cũng như nhu cầu
sử dụng mạng của nhiều doanh nghiệp, các cửa hàng, thậm chí các cá nhân ngày
càng tăng. Vì vậy, đây cũng là lý do em chọn để tài “thiết kế và xây dựng hệ thống
mạng không dây”. Nhằm giúp mọi người hiểu rõ hơn về mạng không dây WLAN
và các nguyên lý hoạt động của mạng không dây WLAN.

6 | SV: Đỗ Thị Kim Oanh


Thiết kế hệ thống mạng không dây

LỜI CẢM ƠN

Lời cám ơn đầu tiên em xin chân thành gửi đến thầy TS Lê Đắc Nhường đã
tận tình chỉ dạy và truyền đạt cho em những kiến thức bổ ích. Từ đó làm tiền đề cơ
sở để em có thể hoàn thành tốt bài báo cáo này.Và em cũng xin chân thành cám ơn
công ty kinh doanh các thiết bị điện tử đã tạo điều kiện cho em hoàn thành bài báo
cáo này.
Do điều kiện thời gian có hạn, khả năng nghiên cứu và kinh nghiệm thực tế
còn hạn chế nên bài báo cáo thực tập sẽ có nhiều thiếu sót. Báo cáo là sự tìm hiểu
của em về thiết kế mạng WLan. Em rất mong nhận được sự quan tâm chỉ bảo của
các thầy cô trong khoa cùng toàn thể các bạn để em có điều kiện bổ sung, nâng cao
kiến thức của mình phục vụ tốt hơn cho công tác về sau.
Em xin chân thành cảm ơn!

7 | SV: Đỗ Thị Kim Oanh


Thiết kế hệ thống mạng không dây

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG WLAN
Với sự phát triển nhanh chóng của khoa học, công nghệ thông tin và viễn
thông, ngày nay các thiết bị di động công nghệ cao như máy tính xách tay laptop,
máy tính bỏ túi, lap top, điện thoại di động, máy nhắn tin... không còn xa lạ và ngày
càng được sử dụng rộng rãi trong những năm gần đây. Nhu cầu truyền thông một
cách dễ dàng và tự phát giữa các thiết bị này dẫn đến sự phát triển của một lớp
mạng di động không dây mới, đó là mạng WLAN. WLAN cho phép duy trì các kết
nối mạng không dây, người sử dụng duy trì các kết nối mạng trong phạm vi phủ
sóng của các điểm kết nối trung tâm. Phương thức kết nối mới này thực sự đã mở ra
cho người sử dụng một sự lựa chọn tối ưu, bổ xung cho các phương thức kết nối
dùng dây.
Mạng WLAN là một hệ thống thông tin liên lạc dữ liệu linh hoạt được thực
hiện như phần mở rộng, hoặc thay thế cho mạng LAN hữu tuyến trong nhà hoặc
trong các cơ quan. Sử dụng sóng điện từ, mạng WLAN truyền và nhận dữ liệu qua
khoảng không, tối giản nhu cầu cho các kết nối hữu tuyến. Như vậy, mạng WLAN
kết nối dữ liệu với người dùng lưu động, và thông qua cấu hình được đơn giản hóa,
cho phép mạng LAN di động.

1.1

Giới thiệu về mạng không dây

WLAN (Wireless Local Area Network) (hay còn gọi Wirelees Lan, mạng
wifi) là mạng cục bộ gồm các máy tính liên lạc với nhau bằng sóng điện từ. WLAN
sử dụng sóng điện từ để truyền và nhận dữ liệu qua môi trường không khí, tối thiểu
hóa việc sử dụng các kết nối có dây. Do đó người dùng vẫn có thể duy trì kết nối
với hệ thống khi di chuyển trong vùng phủ sóng. WLAN rất phù hợp cho các ứng
dụng từ xa, cung cấp dịch vụ mạng nơi công công, khách sạn, văn phòng...
8 | SV: Đỗ Thị Kim Oanh


Thiết kế hệ thống mạng không dây
MạngWLAN là một hệ thống truyền thông số liệu linh hoạt được thực hiện
trên sự mở rộng của mạng LAN hữu tuyến. WLAN gồm các thiết bị được nối lại
với nhau có khả năng giao tiếp thông qua sóng RADIO hay tia hồng ngoại trên cơ
sở sử dụng các giao thức chuẩn riêng của mạng không dây thay vì các đường truyền
dẫn bằng dây.
WLAN truyền tín hiệu trong phạm vi bán kính chỉ vài trăm mét, và sử dụng
băng tần ISM(Industrial,Scientifi,andMedical) 2,4 GHz – 5 GHz.
Dựa trên các chuẩn kết nối không dây IEEE 802.11a/b/g thì WLAN có tốc độ
truyền dữ liệu từ 11Mbps – 54Mbps. Và theo chuẩn IEEE 802.11n thì tốc độ có thể
lên tới 3000Mbps hoặc hơn, nhưng tốc độ thực sự chỉ đạt từ 100Mbps đến
140Mbps.
Nên thiết lập Wireless ở những nơi có tính chất tạm thời để làm việc như: các
văn phòng, tòa nhà, trường đại học, khách sạn, bệnh viện, khu triển lãm, siêu thị,
nhà hàng… nơi mà khách hàng thường sử dụng mạng không dây với cường độ cao
và đòi hỏi tính cơ động cao.

1.2

Nguyên lý hoạt động của mạng WLAN

Mạng WLAN sử dụng sóng điện từ (vô tuyến và tia hồng ngoại) để truyền
thông tin từ điểm này sang điểm khác mà không dựa vào bất kỳ kết nối vật lý nào.
Các sóng vô tuyến thường là các sóng mang vô tuyến bởi vì chúng thực hiện chức
năng phân phát năng lượng đơn giản tới máy thu ở xa. Dữ liệu truyền được chồng
lên trên sóng mang vô tuyến để nó được nhận lại đúng ở máy thu. Đó là sự điều
biến sóng mang theo thông tin được truyền. Một khi dữ liệu được chồng (được điều
chế) lên trên sóng mang vô tuyến, thì tín hiệu vô tuyến chiếm nhiều hơn một tần số
đơn, vì tần số hoặc tốc độ truyền theo bit của thông tin biến điệu được thêm vào
sóng mang.
9 | SV: Đỗ Thị Kim Oanh


Thiết kế hệ thống mạng không dây
Nhiều sóng mang vô tuyến tồn tại trong cùng không gian tại cùng một thời
điểm mà không nhiễu với nhau nếu chúng được truyền trên các tần số vô tuyến khác
nhau. Để nhận dữ liệu, máy thu vô tuyến bắt sóng (hoặc chọn) một tần số vô tuyến
xác định trong khi loại bỏ tất cả các tín hiệu vô tuyến khác trên các tần số khác.
Trong một cấu hình mạng WLAN tiêu biểu, một thiết bị thu phát, được gọi
một điểm truy cập (AP - access point), nối tới mạng nối dây từ một vị trí cố định sử
dụng cáp Ethernet chuẩn. Điểm truy cập (access point) nhận, lưu vào bộ nhớ đệm,
và truyền dữ liệu giữa mạng WLAN và cơ sở hạ tầng mạng nối dây. Một điểm truy
cập đơn hỗ trợ một nhóm nhỏ người sử dụng và vận hành bên trong một phạm vi
vài mét tới vài chục mét. Điểm truy cập (hoặc anten được gắn tới nó) thông thường
được gắn trên cao nhưng thực tế được gắn bất cứ nơi đâu miễn là khoảng vô tuyến
cần thu được.
Các người dùng đầu cuối truy cập mạng WLAN thông qua các card giao tiếp
mạng WLAN, mà được thực hiện như các card PC trong các máy tính notebook,
hoặc sử dụng card giao tiếp ISA hoặc PCI trong các máy tính để bàn, hoặc các thiết
bị tích hợp hoàn toàn bên trong các máy tính cầm tay. Các card giao tiếp mạng
WLAN cung cấp một giao diện giữa hệ điều hành mạng (NOS) và sóng trời (qua
một anten). Bản chất của kết nối không dây là trong suốt với NOS.

1.3

Các thiết bị trong mạng WLAN

1.3.1 Card mạng không dây (Wireless NIC)

Card mạng không dây giao tiếp máy tính với mạng không dây bằng cách
điều chế tín hiệu dữ liệu với chuỗi trải phổ và thực hiện một giao thức truy nhập
cảm ứng sóng mang. Máy tính sử dụng card mạng không dây để giao tiếp với mạng
không dây bằng cách điều chế tín hiệu dữ liệu với chuỗi trải phổ và thực hiện một

10 | SV: Đỗ Thị Kim Oanh


Thiết kế hệ thống mạng không dây
giao thức CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with ZCollISIon Avoidance)
và làm việc ở chế độ bán song công (half-duplex).
Máy tính muốn gửi dữ liệu lên trên mạng, card mạng không dây sẽ lắng nghe
các truyền dẫn khác. Nếu không thấy các truyền dẫn khác, card mạng sẽ phát ra một
khung dữ liệu. Trong khi đó, các trạm khác vẫn liên tục lắng nghe dữ liệu đến,
chiếm khung dữ liệu phát và kiểm tra xem địa chỉ của nó có phù hợp với địa chỉ
đích trong phần Header của khung phát bản tin hay không. Nếu địa chỉ đó trùng với
địa chỉ của trạm, thì trạm đó sẽ nhận và xử lý khung dữ liệu được, ngược lại trạm sẽ
thải hồi khung dữ liệu này.

Hình 2.1 xxxxx
Card mạng wireless pcid link dùng cho máy tính để bàn
1.3.2 Điểm truy cập không dây AP (Access Point)

Access Point (AP) có vai trò tương tự như Hub hay Switch. Điểm truy cập
cho các trạm (Station) trong mạng không dây cho phép các trạm trao đổi dữ liệu với
nhau và với các trạm trong mạng có dây.

11 | SV: Đỗ Thị Kim Oanh


Thiết kế hệ thống mạng không dây

Hình 2.2 Access point
Các điểm truy cập không dây AP (Acsses Point) tạo ra các vùng phủ sóng,
nối các nút di động tới các cơ sở hạ tầng LAN có dây. Vì các điểm truy cập cho
phép mở rộng vùng phủ sóng nên các mạng không dây WLAN có thể triển khai
trong cả một toà nhà hay một khu trường đại học, tạo ra một vùng truy cập không
dây rộng lớn. Các điểm truy cập này không chỉ cung cấp trao đổi thông tin với các
mạng có dây mà còn lọc lưu lượng và thực hiện chức năng cầu nối với các tiêu
chuẩn khác. Chức năng lọc giúp giữ gìn dải thông trên các kênh vô tuyến nhờ loại
bỏ các lưu lượng thừa.
1.3.3 Cầu nối không dây WB (Wireless Bridge)

Wireless Bridge cung cấp một kết nối giữa hai đoạn mạng LAN có dây, và nó
được sử dụng cả trong mô hình điểm – điểm lẫn điểm – đa điểm.

Hình 2.3 Wireless ethernet bridge

12 | SV: Đỗ Thị Kim Oanh


Thiết kế hệ thống mạng không dây
Các Wireless Bridge hoạt động tương tự như các điểm truy cập không dây trừ
trường hợp chúng được sử dụng cho các kênh bên ngoài phụ thuộc vào khoảng cách
và vùng mà cần dùng tới anten ngoài.
Wireless Bridge được thiết kế để nối các mạng với nhau, đặc biệt trong các
tòa nhà có khoảng cách xa tới 32km. Wireless Bridge có thể lọc lưu lượng và đảm
bảo rằng các hệ thống mạng không dây được kết nối tốt mà không bị mất lưu lượng
cần thiết. Wireless Bridge cung cấp một phương pháp nhanh chóng và rẻ tiền so với
việc sử dụng cáp, hoặc đường thuê kênh riêng (Lease Line) và thường được sử dụng
khi các kết nối có đây truyền thống không thể thực hiện hoặc khó khăn như: qua
sông, địa hình hiểm trở, các khu vực riêng, đường cao tốc...
1.3.4 Anten thiết bị không dây (Antenna)

Anten là một thiết bị dùng để chuyển đổi tín hiệu cao tần trên đường truyền
thành sóng truyền trong không khí. Có 3 loại anten vô tuyến phổ biến là omnidirectional (truyền tín hiệu theo mọi hướng), semi-directional (truyền tín hiệu theo
một hướng), và highly-directional (truyền tín hiệu điểm-điểm). Mỗi loại lại có nhiều
kiểu anten khác nhau, mỗi kiểu có những tính chất và công dụng khác nhau. Các
anten có đội lợi lớn cho vùng phủ sóng rộng hơn anten có độ lợi thấp với cùng một
mức công suất.
Ngoài các thiết bị trên, trong mạng WLAN còn có các thiết bị khác như: bộ
định tuyến không dây (Wireless Router), bộ lặp không dây (Wireless Repeater)...

1.4

Các mô hình kết nối mạng không dây

1.4.1 Mô hình Ad-hoc

Ad-hoc là một mô hình hoạt động dưới định nghĩa của chuẩn IEEE 802.11.
Giả sử trong trường hợp giao tiếp giữa các máy tính hay thiết bị có hỗ trợ không

13 | SV: Đỗ Thị Kim Oanh


Thiết kế hệ thống mạng không dây
dây muốn trao đổi với nhau mà không có điểm truy cập để gián tiếp kết nối với
nhau thì mạng Ad-hoc sẽ sẽ giải quyết vấn đề trên.
Mạng Ad hoc là điểm biên cuối cùng của thông tin không dây (thông tin vô
tuyến). Công nghệ này cho phép các nodes (điểm nối) mạng truyền trực tiếp với
nhau sử dụng bộ thu phát không dây (wireless transceiver) mà không cần bất cứ một
cơ sở hạ tầng cố định nào Các nút mạng liên lạc với nhau qua môi trường vô tuyến
không cần các bộ định tuyến cố định, vì vậy mỗi nút mạng phải đóng vai trò như một bộ
định tuyến di động có trang bị bộ thu phát không dây. Các bộ định tuyến tự do di chuyển
một cách ngẫu nhiên và tự tổ chức một cách tùy tiện, vì vậy cấu hình không dây của mạng
thay đổi nhanh chóng và không thể đoán trước. Mạng như vậy có thể hoạt động độc lập
hoặc kết nối với các mạng hạ tầng tạo thành mạng toàn cầu.
Yêu cầu thiết bị:
- Máy vi tính (PC hay Laptop).
- Card wireless.

Hình 2.xx Mạng Ad hoc
Những vấn đề thách thức cần phải giải quyết trong mạng ad hoc: năng lượng;
cấu hình mạng không có cấu trúc và biến đổi; chất lượng liên lạc thấp; ràng buộc về
tài nguyên và khả năng co dãn.
Để sử dụng tính năng Ad-hoc phải khai báo trong Windows mới có thể sử
dụng tính năng này, đồng thời Card Wireless phải hỗ trợ, có một số Card Wireless
không hỗ trợ tính năng này.
14 | SV: Đỗ Thị Kim Oanh


Thiết kế hệ thống mạng không dây
1.4.2 Mô hình cơ sở hạ tầng

Là mô hình thông dụng hiện nay, nó bao gồm 1 Acess Point đóng vai trò
thu/phát tín hiệu, về nguyên tắc nó đóng vai trò tương tự như Hub trên mạng LAN
truyền thống. Access Point là điểm tâm trung nhận các tín hiệu sóng, đồng thời
chuyển phát các tín hiệu sóng với các máy cần nhận.
Yêu cầu thiết bị: + Máy tính (PC hay Laptop)
+ Access Point và Card wireless.

Hình 2.xx Mô hình Infrastructure (cơ sở)
1.4.3 Mô hình trên thực tế sử dụng

Internet Modem hiện nay thông thường là các Modem ADSL, tuy nhiên hiện
nay trên thị trường đã có dạng Modem ADSL tích hợp sẵn tính năng Wireless trên
thiết bị, lúc đó mô hình chỉ còn Internet Modem.

15 | SV: Đỗ Thị Kim Oanh


Thiết kế hệ thống mạng không dây
Hình 2.xx Mô hình Infrastructure (cơ sở)

1.5

Các kỹ thuật phát triển mạng WLAN

1.5.1 Roaming
1.5.2 Repeater
1.5.3 WDS

1.6

Ưu, nhược điểm của mạng WLAN

1.6.1 Ưu điểm

Sự tiện lợi: Mạng không dây cũng như hệ thống mạng thông thường. Nó cho
phép người dùng truy xuất tài nguyên mạng ở bất kỳ nơi đâu trong khu vực được
triển khai(nhà hay văn phòng). Với sự gia tăng số người sử dụng máy tính xách
tay(laptop), đó là một điều rất thuận lợi.
Khả năng di động: Với sự phát triển của các mạng không dây công cộng,
người dùng có thể truy cập Internet ở bất cứ đâu. Chẳng hạn ở các quán Cafe, người
dùng có thể truy cập Internet không dây miễn phí.
Hiệu quả: Người dùng có thể duy trì kết nối mạng khi họ đi từ nơi này đến
nơi khác.
Triển khai: Việc thiết lập hệ thống mạng không dây ban đầu chỉ cần ít nhất 1
điểm truy cập (access point). Với mạng dùng cáp, phải tốn thêm chi phí và có thể
gặp khó khăn trong việc triển khai hệ thống cáp ở nhiều nơi trong tòa nhà.
Khả năng mở rộng: Mạng không dây có thể đáp ứng tức thì khi gia tăng số
lượng người dùng. Dễ lắp đặt, triển khai và mở rộng (khi thêm máy không ảnh
hưởng đến hệ thống), ít sử dụng các kết nối có dây do đó loại bỏ được sự rườm rà
của việc đi cáp, đặc biệt thuận tiện với những điểm khó đi dây, tiết kiệm được thời
gian lắp đặt dây cáp và không làm thay đổi thẩm mỹ kiến trúc toà nhà. Đồng nghĩa

16 | SV: Đỗ Thị Kim Oanh


Thiết kế hệ thống mạng không dây
với việc ít phát sinh nhiều vấn đề cho người dùng và quản trị hệ thống. Do đó làm
giảm chi phí bảo trì bảo dưỡng hệ thống nhờ khả năng dễ thay thế khi xảy ra sự cố.
Tính linh hoạt: Các hệ thống mạng WLAN được định hình theo các kiểu topo
khác nhau để đáp ứng các nhu cầu của các cài đặt cụ thể. Cấu hình mạng dễ thay
đổi từ mạng độc lập phù hợp với số nhỏ người dùng đến các mạng cơ sở hạ tầng với
hàng nghìn người sử dụng trong một vùng rộng lớn.
Tính mạnh mẽ: Mạng WLAN tránh được những thảm hoạ như động đất,
người dùng lôi kéo. Sự phát triển mạnh mẽ và phổ biến rộng rãi của mạng không
dây hiện đang là một động lực lớn thúc đẩy một làn sóng đổi mới trên Internet.
Công nghệ không dây có mặt ở khắp mọi nơi.
1.6.2 Nhược điểm

Bảo mật: Môi trường kết nối không dây là không khí nên khả năng bị tấn
công của người dùng là rất cao. Thêm vào nữa, giao diện sóng radio làm cho việc
nghe trộm trong WLAN dễ hơn nhiều trong mạng khác.
Phạm vi: Một mạng chuẩn 802.11g với các thiết bị chuẩn chỉ có thể hoạt
động tốt trong phạm vi vài chục mét. Nó phù hợp trong 1 căn nhà, nhưngvới một
tòa nhà lớn thì không đáp ứng được nhu cầu. Để đáp ứng cần phải mua thêm
Repeater hay access point, dẫn đến chi phí gia tăng.
Độ tin cậy: Vì sử dụng sóng vô tuyến để truyền thông nên việc bị nhiễu, tín
hiệu bị giảm do tác động của các thiết bị khác(lò vi sóng,….) là không tránh khỏi.
Làm giảm đáng kể hiệu quả hoạt động của mạng.
Tốc độ: Tốc độ của mạng không dây (1- 125 Mbps) rất chậm so với mạng sử
dụng cáp(100Mbps đến hàng Gbps).
1.6.3 So sánh với Mạng có dây
Mạng có dây

17 | SV: Đỗ Thị Kim Oanh

Mạng không dây


Thiết kế hệ thống mạng không dây
- Có thể ứng dụng trong tất cả các
mô hình mạng nhỏ, trung bình,
lớn, rất lớn.
Phạm vi ứng - Gặp khó khăn ở những nơi xa xôi,
dụng
địa hình phức tạp, những nơi
không ổn định, khó kéo dây,
đường truyền

- Chủ yếu là trong mô hình mạng
nhỏ và trung bình, với những mô
hình lớn phải kết hợp với mạng có
dây.
- Có thể triển khai ở những nơi
không thuận tiện về địa hình,
không ổn đinh, không triển khai
mạng có dây được
- Độ phức tạp kỹ thuật tùy thuộc - Độ phức tạp kỹ thuật tùy thuộc
từng loại mạng cụ thể.
từng loại mạng cụ thể.
Độ phức tạp kỹ
Xu hướng tạo khả năng thiết lập các
thuật
thông số truyền sóng vô tuyến của
thiết bị ngày càng đơn giản hơn.
- Khả năng chịu ảnh hưởng khách
quan bên ngoài như thời tiết, khí
hậu tốt
- Chịu nhiều cuộc tấn công đa
dạng, phức tạp, nguy hiểm của
những kẻ phá hoại vô tình và cố
tình.
Ít nguy cơ ảnh hưởng sức khỏe.

- Bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên
ngoài như môi trường truyền sóng,
can nhiễu do thời tiết.
- Chịu nhiều cuộc tấn công đa
dạng, phức tạp, nguy hiểm của
những kẻ phá hoại vô tình và cố
tình, nguy cơ cao hơn mạng có
dây.
- Còn đang tiếp tục phân tích về
khả năng ảnh hưởng đến sức khỏe.

Lắp đặt, triển
khai

Lắp đặt, triển khai tốn nhiều thời
gian và chi phí.

Lắp đặt, triển khai dễ dàng, đơn
giản, nhanh chóng.

Tính
hoạt,
năng
đổi,
triển

Vì là hệ thống kết nối cố định nên
tính linh hoạt kém, khó thay đổi,
nâng cấp, phát triển.

Vì là hệ thống kết nối di động nên
rất linh hoạt, dễ dàng thay đổi,
nâng cấp, phát triển.

Giá cả tùy thuộc vào từng mô
hình mạng cụ thể.

Thường thì giá thành thiết bi cao
hơn so với mạng có dây. Nhưng
xu hướng hiện nay là ngày càng
giảm sự chênh lệch về giá.

Độ tin cậy

Giá cả

linh
khả
thay
phát

18 | SV: Đỗ Thị Kim Oanh


Thiết kế hệ thống mạng không dây

19 | SV: Đỗ Thị Kim Oanh


Thiết kế hệ thống mạng không dây

CHƯƠNG 2. QUI TRÌNH THIẾT KẾ MẠNG WLAN
2.1 Các chuẩn mạng trong mạng không dây WLAN

Năm 1997, viện kỹ sư điện và điện tử IEEE (Institute of Electrical and
Electronic Engineers) đưa ra chuẩn mạng cục bộ không dây (WLAN) đầu tiên được
gọi là 802.11 theo tên của nhóm giám sát sự phát triển của chuẩn này. Lúc này,
802.11 sử dụng tần số 2,4GHz và dùng kỹ thuật trải phổ trực tiếp (DSSS) nhưng chỉ
hỗ trợ bang thông tối đa là 2Mbps – tốc độ khá chậm cho hầu hết các ứng dụng. Vì
lý do đó, các sản phẩm chuẩn không dây này không còn được sản xuất nữa.
Chuẩn IEEE 802.11 mô tả một giao tiếp “truyền qua không khí” ( over-theair) sử dụng sóng vô tuyến để truyền nhận tín hiệu giữa một thiết bị không dây và
tổng đài hoặc điểm truy cập (access point), hoặc giữa 2 hay nhiều thiết bị không dây
với nhau (mô hình ad-hoc). Chuẩn 802.11 cũng như các chuẩn khác trong họ IEEE
802, nó tập trung vào 2 tầng thấp nhất trong mô hình OSI – là tầng vật lý (physical)
và tầng liên kết dữ liệu (datalink). Do đó, tất cả hệ thống mạng theo chuẩn 802 đều
có 2 thành phần chính là MAC (Media Access Control) và PHY (Physical). MAC là
một tập hợp các luật định nghĩa việc truy xuất và gửi dữ liệu, còn chi tiết của việc
truyền dẫn và thu nhận dữ liệu là nhiệm vụ của PHY.
2.1.1 Chuẩn 802.11a

Chuẩn 802.11a: IEEE đưa ra chuẩn mở rộng thứ 2 cũng dựa vào 802.11 đầu
tiên đó là 802.11a. Chuẩn 802.11a sử dụng tần số 5GHz, tốc độ 54Mbps. Chuẩn
802.11b, đó là kỹ thuật trải phổ theo phương pháp đa phân chia tần số trực giao
(OFDM). Đây được coi là kỹ thuật trội hơn so với trải phổ trực tiếp (DSSS). Do đó
chi phí cao hơn, 802.11a thường chỉ được dùng trong các mạng doanh nghiệp,
ngược lại, 802.11b thích hợp hơn cho nhu cầu gia đình. Tuy nhiên, do tần số cao
20 | SV: Đỗ Thị Kim Oanh


Thiết kế hệ thống mạng không dây
hơn tần số của chuẩn 802.11b nên tín hiệu của 802.11a gặp nhiều khó khăn hơn khi
xuyên tường các vật chất cản khác. Vùng phủ sóng từ 30-70m.
Do 802.11a và 802.11b sử dụng tần số khác nhau, hai công nghệ này không
tương thích với nhau. Một vài hãng sản xuất bắt đầu cho ra đời sản phẩm “lai”
802.11a/b, nhưng các sản phẩm đơn thuần này chỉ đơn thuần là cung cấp 2 chuẩn
sóng Wifi cùng lúc (máy trạm dùng chuẩn nào thì kết nối theo chuẩn đó).
Ưu và nhược điểm của chuẩn 802.11a:
+ Ưu điểm: tốc độ cao, với tần số 5GHz tránh được sự xuyên nhiễu từ các
thiết bị khác.
+ Nhược điểm: Giá thành đắt tầm phủ sóng ngắn hơn và dễ bị che khuất, hoạt
động trên tần số 5GHz, tốc độ truyền tài lên đến 54Mbps nhưng không xuyên qua
được vật cản. Hiện nay dạng chuẩn này rất ít được sử dụng.
2.1.2 Chuẩn 802.11b

IEEE đã mở rộng trên chuẩn 802.11 gốc vào tháng Bảy năm 1999, đó chính
là chuẩn 802.11b. Chuẩn này hỗ trợ băng thông lên đến 11Mbps, tương quan với
Ethernet truyền thống. 802.11b sử dụng tần số vô tuyến (2.4 GHz) giống như chuẩn
ban đầu 802.11. Chuẩn 802.11b sử dụng kỹ thuật điều chế khóa mã bù (CCK) và
dùng kỹ thuật trải phổ trực tiếp giống như chuẩn 802.11 nguyên bản. Với lợi thế về
tần số (băng tần nghiệp dư ISM 2,4GHz), các hãng sản xuất sử dụng tần số này để
giảm chi phí sản xuất, tốc độ truyền tải với tốc độ thấp hơn 802.11a, vùng phủ sóng
từ 100-300m. Hai chuẩn 802.11a và 802.11b không tương thích với nhau. Các thiết
bị 802.11b có thể bị xuyên nhiễu từ các thiết bị điện thoại không dây (kéo dài), lò vi
sóng hoặc các thiết bị khác sử dụng cùng dải tần 2.4 GHz. Mặc dù vậy, bằng cách
cài đặt các thiết bị 802.11b cách xa các thiết bị như vậy có thể giảm được hiện
tượng xuyên nhiễu này.
21 | SV: Đỗ Thị Kim Oanh


Thiết kế hệ thống mạng không dây
Ưu và nhược điểm của chuẩn 802.11b:
+Ưu điểm: giá thành thấp nhất, phạm vi tín hiệu tốt và không dễ bị cản trở.
+ Nhược điểm: tốc độ tối đa thấp nhất, có thể bị nhiễu bởi các thiết bị gia
dụng trong gia đình.
2.1.3 Chuẩn 802.11g

Vào năm 2002 và 2003, các sản phẩm WLAN hỗ trợ một chuẩn mới hơn đó
là 802.11g, được đánh giá cao trên thị trường. 802.11g thực hiện sự kết hợp tốt nhất
giữa 802.11a và 802.11b. Nó hỗ trợ băng thông lên đến 54Mbps và sử dụng tần số
2.4 Ghz để có phạm vi rộng. 802.11g có khả năng tương thích với các chuẩn
802.11b, điều đó có nghĩa là các điểm truy cập 802.11g sẽ làm việc với các adapter
mạng không dây 802.11b và ngược lại nhưng chuẩn này không tương thích với
chuẩn 802.11a.
Ưu và nhược điểm của chuẩn 802.11g:
+Ưu điểm: tốc độ cao, phạm vi tín hiệu tốt và ít bị che khuất.
+Nhược điểm: Giá thành đắt hơn 802.11b, thiết bị có thể bị xuyên nhiễu từ
nhiều thiết bị khác sử dụng cùng băng tần.
2.1.4 Chuẩn 802.11n

Chuẩn mới trong danh mục Wi-Fi chính là 802.11n. Đây là chuẩn được thiết
kế để cải thiện cho 802.11g trong tổng số băng thông được hỗ trợ bằng cách tận
dụng nhiều tín hiệu không dây và các anten (công nghệ MIMO). Được phê duyệt
vào tháng 6 năm 2007 chuẩn 802.11n có tốc độ lý thuyết lên đến 600Mbps (cao hơn
10 lần chuẩn 802.11g) và vùng phủ sóng rộng khoảng 250m (cao hơn chuẩn
802.11g gần 2 lần, 140m. 802.11n cũng cung cấp phạm vi bao phủ tốt hơn so với
các chuẩn Wi-Fi trước nó nhờ cường độ tín hiệu mạnh của nó. Thiết bị 802.11n sẽ

22 | SV: Đỗ Thị Kim Oanh


Thiết kế hệ thống mạng không dây
tương thích với các thiết bị 802.11g, , hoạt động trên cả hai tần số 2,3GHz và 5GHz.
Vùng phủ sóng rộng khoảng 70-250m.
Ưu và nhược điểm của chuẩn 802.11n:
+Ưu điểm: tốc độ nhanh và phạm vi tín hiệu tốt nhất, khả năng chịu đựng tốt
hơn từ việc xuyên nhiễu từ các nguồn bên ngoài.
+Nhược điểm: chưa khắc phục được khả năng xuyên nhiễu với các thiết bị
khác hoạt động cùng tần số bên cạnh đó giá thành còn cao.
- Ngoài 4 chuẩn Wifi chung ở trên, vẫn còn một vài công nghệ mạng không
dây khác vẫn tồn tại.
Các chuẩn của nhóm 802.11 giống nhu 802.11h và 802.11j là các mở rộng
của công nghệ Wifi, mỗi một chuẩn phục vụ cho một mục đích cụ thể.
Bluetooh là một công nghệ mạng không dây khac. Công nghệ này hỗ trợ
trong một phạm vi rất hẹp (xấp xỉ 10m) và băng thông thấp (1-3Mbps) được thiết kế
cho các thiết bị mạng năng lượng thấp như các máy cầm tay. Giá thành sản xuất
trong lĩnh vực này.
WiMax cũng được phát triển riêng với Wifi. WiMax được thiết kế nhằm có
thể kết nối mạng trong phạm vi rộng hơn (hàng trăm km).
2.2 An ninh và bảo mật trong mạng không dây
2.2.1 Vấn đề an ninh

WLAN là mạng không dây sử dụng sóng điện từ để thu và phát tín hiệu, môi
trường truyền sóng là môi trường không khí. Do vậy vấn đề an ninh trong mạng
không dây sẽ trở lên phức tạp hơn mạng có dây rất nhiều. Ngày nay khi công nghệ
càng phát triển thì khả năng và kỹ thuật tấn công cũng trở lên tinh vi hơn, nguy cơ
bị tấn công mạng ngày càng tăng. Bởi vì tấn công, phá hoại là do con người thực
23 | SV: Đỗ Thị Kim Oanh


Thiết kế hệ thống mạng không dây
hiện, kỹ thuật càng phát triển, càng thêm khả năng đối phó, ngăn chặn thì kẻ tấn
công cũng ngày càng tìm ra nhiều các kỹ thuật tấn công khác cũng như những lỗi kỹ
thuật khác của hệ thống. Các giải pháp bảo mật thông tin trên đường truyền đã bộc
lộ nhiều lỗ hổng, vì thế an toàn thông tin ngày càng trở lên mong manh hơn bao giờ
hết. Sở dĩ nguy cơ bị tấn công của mạng không dây lớn hơn của mạng có dây là do
những yếu tố sau :
- Kẻ tấn công thường thực hiện một cách dễ dàng tại bất kỳ nơi đâu trong
vùng phủ sóng của hệ thống mạng.
- Thông tin trao đổi được truyền đi trong không gian, vì vậy không thể ngăn
chặn được việc bị lấy trộm hay nghe lén thông tin.
- Công nghệ còn khá mới mẻ, nhất là đối với Việt Nam. Các công nghệ từ
khi đưa ra đến khi áp dụng thực tế còn cách nhau một khoảng thời gian dài.
Các kiểu tấn công trên WLAN:
WEP Cracking - bẻ gẫy WEP: WEP dễ bị tấn công vì các khoá mật mã của nó
là không thay đổi. WEP là giao thức an ninh Wireless đầu tiên . Ban đầu WEP dùng
khoá mã 40-bit , nhưng về sau mở rộng lên tới 104-bit . Tuy nhiên về sau những nhà
nghiên cứu đã thành công khi bẻ khóa WEP 104-bit trong hai phút bằng máy tính
Pentium-M loại cũ .
Bây giờ mã hoá WEP 104-bit có thể bị bẻ gẫy một cách dễ dàng , vì thế
chuẩn này sẽ không còn tồn tại được lâu nữa do độ an toàn kém. Hiện nay, đa số các
thiết bị không dây hỗ trợ WEP với 3 chiều dài khóa: 40bit, 64bit, 128bit.
Giải pháp: VPN hay các cơ chế nhận thực hiện nay cho phép bảo vệ chống lại
chống lại quá trình bẻ gãy WEP. AES là một giải pháp mã hoá tiên tiến không có
các điểm yếu như ở WEP.
- Tấn công địa chỉ MAC: Các địa chỉ MAC có thể bị bẻ gãy theo nhiều cách
khác nhau giống như ở trường hợp các khoá mật mã WEP.
24 | SV: Đỗ Thị Kim Oanh


Thiết kế hệ thống mạng không dây
- Giải pháp: Các tấn công vào địa chỉ MAC có thể được ngăn ngừa bằng
cách sử dụng các cơ chế nhận thực như 802.1x hay VPN.
- Các tấn công gây ra bởi một người ở vị trí trung gian: Kiểu tấn công này
được xác địng bởi một hacker ở giữa một khách hàng và điểm truy nhập,
hacker này chặn lại tất cả mọi lưu lượng dữ liệu.
Giải pháp: VPN và các cơ chế nhận thực có thể ngăn chặn kiểu tấn công này.
- Các tấn công dạng từ điển: Kiển tấn công này tuỳ thuộc vào các tên sử dụng
và các từ truyền thống như tên đăng nhập và mật khẩu. Giải pháp: Sử dụng các mật
khẩu kết hợp chữ và số, cũng như quy định số ký tự tối thiểu của mật khẩu (thông
thường là 8) có thể giúp chống lại kiểu tấn công này. Các cơ chế nhận thực như
802.1x và VPN cũng cho phép khả năng bảo vệ tốt.
- Tấn công phiên: Khi một kẻ tấn công có khả năng lắng nghe lưu lượng
truyền trong mạng và có thể đưa vào mạng thông tin của riêng kẻ đó, thì một phiên
sau đó rất dễ bị tấn công – định hướng phiên theo hướng ngược trở lại điểm đầu
cuối hợp lệ. Giải pháp: Các cơ chế nhận thực 802.1x và VPN cho phép bảo vệ hiệu
quả chống lại kiểu tấn công này.
- Từ chối dịch vụ (DoS): Các tấn công DoS áp dụng cho các mạng vô tuyến.
Giải pháp: Việc lọc địa chỉ MAC có thể giúp chống lại kiểu tấn công này một cách
hiệu quả. Trong các mạng hữu tuyến, các tường lửa với khả năng kiểm tra trạng thái
gói có thể ngăn chặn kiểu tấn công DoS đối với các nguồn tài nguyên của mạng
LAN đi đến từ điểm truy nhập.
2.2.2 Bảo mật của mạng WLAN

Đối với các cơ quan, doanh nghiệp mà an ninh là yếu tố rất quan trọng như
Chính Phủ, các bộ, ngành tài chính, ngân hàng… nên sử dụng phương pháp mạnh
nhất là chứng thực theo mô hình khóa công khai kết hợp với mã hóa WPA2.
25 | SV: Đỗ Thị Kim Oanh


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×